CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐVKXS CỠ LỚN NƯỚC NGỌT TRÊN THẾ GIỚI 1. Nghiên cứu về đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn Những năm cuối thế kỷ XX, trong khi phần lớn các nhóm ĐVKXS nước ngọt đã được quan tâm nghiên cứu như Thân mềm chân bụng (Gastropoda), Thân mềm hai mảnh vỏ (Bivalvia), Giáp xác (Crustacea)…, nhóm Côn trùng nước (Insecta) vẫn còn là đối tượng ít được chú ý đến.
Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã đi sâu nghiên cứu nhóm này. Kết quả nghiên cứu của McCafferty (1983) cho thấy, côn trùng nước có 11 bộ sống ở nước trong một giai đoạn của vòng đời hay cả vòng đời, bao gồm: Phù du (Ephemeroptera), Chuồn chuồn (Odonata), Cánh úp (Plecoptera), Cánh nửa (Hemiptera), Cánh rộng (Megaloptera), Cánh vảy (Lepidoptera), Cánh cứng (Coleoptera), Cánh lông (Trichoptera), Hai cánh (Diptera), Cánh gân (Neuroptera) và Cánh màng (Hymenoptera) [96]. McCafferty (1983) cũng đã xây dựng khoá định loại côn trùng nước đến họ của 10 bộ côn trùng nước với tổng cộng 139 họ. Trong đó, Ephemeroptera: 17 họ, Odonata: 11 họ, Plecoptera: 9 họ, Hemiptera: 17 họ, Megaloptera: 2 họ, Lepidoptera: 4 họ, Coleoptera: 24 họ, Trichoptera: 18 họ, Diptera: 36 họ và ít nhất là Neuroptera chỉ có 1 họ.
Tác giả cũng dự đoán số lượng loài côn trùng nước tại Bắc Mỹ như sau: Ephemeroptera có 700 loài, Odonata: 450 loài, Plecoptera: 500 loài, Hemiptera: 400 loài, Megaloptera: 50 loài, Lepidoptera: 50 loài, Coleoptera: 1.500 loài và Neuroptera: 6 loài [96]. Ở Bắc Mỹ, Merritt và Cummins (1996) đã phân loại đến giống côn trùng nước. Công trình nghiên cứu này đã đưa ra hệ thống phân loại các nhóm côn trùng ở nước, thuộc các bộ Trichoptera, Diptera (các họ Chironomidae, Simuliidae, Culicidae và Tipulidae), Collembola và Orthoptera sống ở nước [97]. Morse và cộng sự (1994) đã xây dựng các khoá định loại các bộ côn trùng nước ở Trung Quốc đến giống và nghiên cứu sử dụng chúng để đánh giá chất lượng 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nước các thủy vực nước ngọt dựa vào sự có mặt của từng nhóm.
Trong đó, bộ Ephemeroptera có 10 họ, Odonata: 17 họ, Plecoptera: 9 họ, Hemiptera: 16 họ, Megaloptera: 2 họ, Lepidoptera: 1 họ, Coleoptera: 40 họ, Trichoptera: 19 họ, Diptera: 30 họ và Neuroptera: 3 họ. Đồng thời, các tác giả đã xây dựng khoá định loại tới giống của các bộ, họ côn trùng nước với nhiều đặc điểm phân loại và hình vẽ minh họa [98]. Về Thân mềm (Mollusca) có thể kể đến các công trình của Brandt (1974). Tác giả đã mô tả 283 loài Chân bụng (Gastropoda) và 97 loài Hai mảnh vỏ (Bivalvia) ở Thái Lan kèm theo các khóa định loại đến giống, loài, hình vẽ và phân bố của chúng [46].
Panha và Burch (2004) đã thống kê được hơn 150 loài Gastropoda và Bivalvia ở Ma-lai-xi-a, trong đó có 6 bộ và 20 giống Gastropoda; 5 bộ và 12 giống Bivalvia [128]. Về lớp Bivalvia trên thế giới, Bogan (2008) đã xác định có ít nhất 19 họ thuộc 3 phân lớp Bivalvia sống ở nước ngọt, bộ Unioniformes có 6 họ, 180 giống và 800 loài sống trong môi trường nước ngọt [44]. Về giáp xác cỡ lớn (tôm, cua), có các công trình mô tả nhiều giống và loài mới như: Yeo và Naiyanetr (1999) đã mô tả 3 giống cua mới ở Bắc Lào cùng với những lưu ý về loài Potamiscus (Ranguna) pealianoides Bott, 1966 (Crustacea, Decapoda, Brachyura, Potamidae) [156]. Yeo và cộng sự cũng đã mô tả 1 giống cua mới thuộc họ Potamidae ở Thái Lan vào năm 2000 [157], 1 loài cua mới thuộc giống Esanthelphusa tại Lào vào năm 2004 [160] và 3 loài cua mới thuộc giống Hainanpotamon tại Trung Quốc, Việt Nam và Lào vào năm 2007 [158].
Hanamura và cộng sự (2011) đã nghiên cứu về giống Macrobrachium Bate, 1868 thu được từ hệ thống sông của Lào đã ghi nhận được 4 loài mới cho khoa học và 11 loài mới cho Lào. Các tác giả cũng chứng minh mối liên hệ giữa các loài thuộc giống này có quan hệ gần với khu hệ tôm nước ngọt Bắc Việt Nam [75]. Nguyen Van Xuan (2012) đã mô tả loài tôm mới thuộc giống Macrobrachium thu được từ hồ Tonle 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Tác giả cũng ghi nhận tầm quan trọng về giá trị kinh tế và nơi sống của loài này [113].
Từ năm 2003, Ủy ban sông Mê Kông đã tiến hành chương trình quan trắc ĐDSH ở nhiều khu vực khác nhau trên lưu vực sông Mê Kông như Thái Lan, Lào, Căm-pu-chia và Việt Nam. Năm 2007, chỉ tính riêng kết quả nghiên cứu ở vùng hạ lưu, với 20 ĐTM, về ĐVKXS cỡ lớn sống đáy, đã thu được 79 taxon. Trong đó, Côn trùng là nhóm giàu loài hơn cả, gặp ở tất cả các ĐTM. Tiếp đến là các đại diện của ngành Thân mềm gặp ở 18 ĐTM.
Lớp Giun ít tơ (Oligochaeta), trong đó chủ yếu là hai họ Tubificidae và Naididae gặp ở 15 ĐTM. Kết quả nghiên cứu còn cho thấy ấu trùng Chironomidae là họ phân bố rộng hơn cả, đã thu được đại diện của họ này ở tất cả các ĐTM [151, 152]. Các kết quả nghiên cứu của chương trình này đã xây dựng các khóa định loại ĐVKXS ở nước thuộc lưu vực sông Mê Kông. Đây là những tài liệu cần thiết cho công tác định loại ĐVKXS nước ngọt ở Việt Nam cũng như các nước lân cận.
Trong đó, đặc biệt quan trọng là tài liệu “Định loại ĐVKXS nước ngọt của sông Mê Kông và vùng phụ cận” của Sangpradub và Boonsoong [137]. Từ năm 2002 đến năm 2008, một dự án quan trọng mang tính toàn cầu “Đánh giá ĐDSH động vật nước ngọt” (FADA) nhằm đánh giá tổng quan về mức độ ĐDSH ở bậc giống và loài động vật trong các hệ sinh thái nước ngọt trên thế giới [40] đã được thực hiện bởi 163 nhà khoa học trên thế giới với nhiều bài báo đã được công bố như: Yeo và cộng sự (2008) (Crustacea: Decapoda: Brachyura) [161], De Grave và cộng sự (2008) (Crustacea: Decapoda: Caridea) [68], De Moor và Ivanov (2008) (Insecta: Trichoptera) [69], Wagner và cộng sự (2008) (Insecta: Diptera) [152], Kalkman và cộng sự (2008) (Insecta: Odonata) [89], Barber-James và cộng sự (2008) (Insecta: Ephemeroptera) [43], Polhemus và Polhemus (2008) (Insecta: Heteroptera) [135]. với sự tài trợ của nhiều tổ chức như: Tổ chức Bảo tồn ĐDSH (CBD), Trung tâm nghiên cứu khoa học Quốc gia Pháp (CNRS). Kết quả nghiên cứu cho thấy đã mô tả 125.531 loài động vật nước ngọt, chiếm 9,5% tổng số loài 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com động vật được công nhận trên toàn cầu (1.
Trong đó, Insecta chiếm ưu thế với: 75.4%), động vật có xương sống: 18.998 loài (chiếm 4%), tiếp đến là Rotifera: 1.297 loài, chiếm 1%), và số ít là Collembola và các nhóm khác như Bryozoa, Tardigrada [41]. Tài liệu cũng đã cho thấy trong số 11.990 loài Crustacea thuộc 1. Branchiopoda (9%), Isopoda (8%), Branchiura và Mysidacea chiếm 2% và một số ít loài thuộc Cumacea, Tanaidacea, Spelaeogriphacea và Thermosbaenacea. Ngành Mollusca với 4.998 loài, trong đó Gastropoda chiếm khoảng 80%, còn lại 20% là Bivalvia [41].
Đối với Insecta, trong số 75.874 loài, Diptera, Coleoptera và Trichoptera là các nhóm chiếm ưu thế với tỷ lệ tương ứng là 43%, 18% và 15%. Các bộ khác như Heteroptera (6%), Plecoptera (5%), Odonata (7%) và Ephemeroptera (4%) [41]. Các kết quả đánh giá ĐDSH động vật nước ngọt toàn cầu còn được thể hiện theo từng nhóm chuyên môn công bố trên tạp chí Hydrobiologia (2008) với hơn 50 bài báo khoa học [40]. Các kết quả nghiên cứu này đã thống kê hiện trạng ĐDSH động vật ở nước ở các bậc phân loại khác nhau cùng với vùng phân bố của chúng.
Đây là những công trình có giá trị, góp phần quan trọng vào công tác nghiên cứu phân loại học và địa động vật học động vật nước ngọt, đặc biệt là ĐVKXS. Nghiên cứu về phân bố của ĐVKXS cỡ lớn Các nghiên cứu về phân bố của quần xã ĐVKXS nước ngọt, thường sử dụng các phần mềm để xử lý số liệu nhằm xác định đặc tính cấu trúc, phân bố và mối liên quan giữa quần xã sinh vật với các yếu tố môi trường như pH, nhiệt độ, độ cao và thành phần vật chất tầng đáy. 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Voigts (1976) đã tiến hành nghiên cứu mối tương quan giữa ĐVKXS ở nước với sự thay đổi của các loài thực vật trong một số đầm lầy thuộc bang Iowa, Mỹ. Kết quả nghiên cứu cho thấy, mức độ phong phú của ĐVKXS tăng lên khi chuyển từ sinh cảnh ưu thế là thực vật nổi sang sinh cảnh ưu thế là thực vật ngập nước, nhưng mức độ phong phú cao nhất đạt được tại khu vực có xen kẽ cả thực vật nổi và thực vật ngập nước [150].
Đặc điểm sinh cảnh của một dòng suối thường thay đổi dọc theo độ dốc của suối và có ảnh hưởng đến sự phân bố của ĐVKXS cỡ lớn (Vannote et al. Các yếu tố này có thể bị ảnh hưởng bởi các tác động khác nhau của con người (ví dụ: sự điều chỉnh dòng chảy, Ward & Stanford, 1983) [153]. Các tác giả còn nhận thấy: Thành phần loài ĐVKXS cỡ lớn cũng có sự thay đổi giữa thượng lưu, trung lưu và sông lớn, điều này có liên quan với sự thay đổi của môi trường dòng chảy, ví dụ: Một dòng suối chảy ra sông qua một khu rừng lá rụng với tán cây nhô ra dày đặc thường có một lượng lớn ĐVKXS cỡ lớn chuyên ăn lá rụng, nhưng cũng với dòng suối trên chảy qua đồng cỏ lại ưu thế bởi các loài sinh vật bám quanh rễ thực vật thủy sinh [153]. Một số nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng kích thước hạt và thành phần hữu cơ trong trầm tích đáy có mối tương quan chặt chẽ và đáng kể đối với sự phân bố, mức độ phong phú và kích thước trung bình của các nhóm ĐVĐ.
Kết quả nghiên cứu của Cole và Weigmann (1983) về mối tương quan giữa các loài thuộc họ Tubificidae và Chironomidae và trầm tích đáy hồ Erie và vịnh Saginaw (hồ Huron) cho thấy mức độ phong phú và kích thước của các loài ĐVĐ này lớn nhất ở những khu vực giàu phù sa và đất sét và nghèo nhất ở những khu vực nghèo chất hữu cơ. Mối tương quan giữa mức độ phong phú và kích thước của các loài ĐVĐ này chịu ảnh hưởng đáng kể của thành phần hạt có trong trầm tích. Kích thước và thành phần hữu cơ trong lớp trầm tích có thể coi là chỉ số đáng tin cậy đối với sự phát triển của ĐVĐ trong những khu vực có sự trao đổi chất tốt [66]. 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Grapentine và Rosenberg (1992) đã tiến hành các nghiên cứu tác động của độ axit trong nước tự nhiên đối với sự phân bố loài Hyallela azteca trong các thủy vực ở phía Tây Bắc Ontario.